超大孔硅胶复合催化剂及其制备方法以及制备2,2-二甲基-1,3-二氧戊环的方法技术

本发明专利技术涉及催化剂合成和应用技术领域，公开了一种超大孔硅胶复合催化剂及其制备方法以及制备2,2

【技术实现步骤摘要】
超大孔硅胶复合催化剂及其制备方法以及制备2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧戊环的方法


[0001]本专利技术涉及催化剂合成和应用
，具体地，涉及一种超大孔硅胶复合催化剂及其制备方法以及制备2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧戊环的方法。

技术介绍

[0002]2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧戊环是石油化工产品乙二醇新工艺的一种重要中间体。该1,3
‑
二氧戊环类化合物在工业上可以作为溶剂取代工业常用的溶剂如二氯甲烷，二氯乙烷和丁酮等，亦可以作为聚合物的溶剂(Kirk
‑
OthmerEncydopedia of Chemical Technology,John Wllley,Sons,Now Pork,Vol.12:page 710)。
[0003]现有技术中在制备2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧戊环时，采用的催化剂为无机酸或有机酸催化剂。酸催化剂在催化环化反应时，具有设备易腐蚀、产品不易分离、产物选择性低的缺点。
[0004]因此，研究和开发一种用于制备2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧戊环的催化剂具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术中制备2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧戊环时，采用的催化剂具有设备易腐蚀、产品不易分离、产物选择性低的缺陷问题，提供一种超大孔硅胶复合催化剂及其制备方法以及制备2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧戊环的方法，该催化剂在催化制备2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧戊环时，具有较高的转化率，并且，催化剂在四次反复使用后依旧保持较好的催化性能。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种超大孔硅胶复合催化剂，其中，所述复合催化剂包括载体以及负载在所述载体上的硝酸银，其中，所述载体为超大孔硅胶载体，所述载体为颗粒度为30
‑
60μm的介孔球，所述载体的比表面积为200
‑
600m2/g，孔体积为1.0
‑
2.5ml/g，孔径呈双峰分布，所述双峰对应的第一最可几孔径为5
‑
10nm以及第二最可几孔径为40
‑
52nm。
[0007]本专利技术第二方面提供了一种前述所述的复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：
[0008](1)将水玻璃、正丁醇、丙三醇和无机酸进行混合接触，并将接触后得到的混合物使用陶瓷膜过滤器进行抽滤和/或洗涤处理，得到硅胶滤饼；
[0009](2)将步骤(1)得到的硅胶滤饼进行球磨，然后进行喷雾干燥，得到超大孔硅胶载体；
[0010](3)将所述超大孔硅胶载体、丙酮和硝酸银接触进行负载，将负载产物进行离心分离、过滤和干燥处理后，得到复合催化剂。
[0011]本专利技术第三方面提供了一种制备2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧戊环的方法，其特征在于，
所述的方法包括：
[0012](1)在前述所述的复合催化剂存在下，将丙酮和环氧乙烷接触进行环化反应；
[0013](2)将得到的反应产物进行离心分离，得到液相产物2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧戊环。
[0014]通过上述技术方案，本专利技术采用该超大孔硅胶复合催化剂进行催化反应后反应物具有较高的转化率，同时在反应过程中几乎没有副反应出现，产品纯度非常高，除此之外催化剂在四次反复使用后依旧保持较好的催化性能，并且和常用的均相催化剂相比，该催化剂对环境污染较少。本专利技术利用本专利技术制备的催化剂负载硝酸银的超大孔硅胶对环氧乙烷和丙酮进行了催化反应，反应结束后，根据气象色谱分析2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧戊环含量高达60％，四次回收再利用后2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧戊环含量高达55％，四次催化反应后催化剂依旧保持介孔材料特有的有序的六方孔道结构。
[0015]未加任何催化剂的反应结束后根据气象色谱分析2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧戊环含量仅为3.6％。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的超大孔硅胶载体的XRD谱图；
[0017]图2是本专利技术的超大孔硅胶载体的SEM扫描电镜图；
[0018]图3是本专利技术的超大孔硅胶载体的孔径分布曲线图。
具体实施方式
[0019]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0020]本专利技术第一方面提供了一种超大孔硅胶复合催化剂，其中，所述复合催化剂包括载体以及负载在所述载体上的硝酸银，其中，所述载体为超大孔硅胶载体，所述载体为颗粒度为30
‑
60μm的介孔球，所述载体的比表面积为200
‑
600m2/g，孔体积为1.0
‑
2.5ml/g，孔径呈双峰分布，所述双峰对应的第一最可几孔径为5
‑
10nm以及第二最可几孔径为40
‑
52nm。
[0021]本专利技术的专利技术人意外发现：本专利技术先利用球磨法合成出负载硝酸银的超大孔硅胶，用该法合成的介孔材料为新型的超强酸催化材料，在催化反应中显示了优异的催化性能，将该催化剂用于催化环氧乙烷和丙酮并得到工业中重要的2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二氧戊环产品。
[0022]根据本专利技术，所述载体的比表面积为300
‑
500m2/g，孔体积为1.3
‑
1.8ml/g，孔径呈双峰分布，所述双峰对应的第一最可几孔径为6
‑
9nm以及第二最可几孔径为43
‑
50nm；在本专利技术中，将所述载体限定为前述范围之内，能够充分发挥载体的结构优势，使活性组分的负载更加均匀。
[0023]根据本专利技术，以所述复合催化剂的总重量为基准，所述载体的含量为70
‑
92重量％，所述硝酸银的含量为8
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超大孔硅胶复合催化剂，其特征在于，所述复合催化剂包括载体以及负载在所述载体上的硝酸银，其中，所述载体为超大孔硅胶载体，所述载体为颗粒度为30
‑
60μm的介孔球，所述载体的比表面积为200
‑
600m2/g，孔体积为1
‑
2.5ml/g，孔径呈双峰分布，所述双峰对应的第一最可几孔径为5
‑
10nm以及第二最可几孔径为40
‑
52nm。2.根据权利要求1所述的复合催化剂，其中，所述载体的比表面积为300
‑
500m2/g，孔体积为1.3
‑
1.8ml/g，孔径呈双峰分布，所述双峰对应的第一最可几孔径为6
‑
9nm以及第二最可几孔径为43
‑
50nm。3.根据权利要求1所述的复合催化剂，其中，以所述复合催化剂的总重量为基准，所述载体的含量为70
‑
92重量％，所述硝酸银的含量为8
‑
30重量；优选地，以所述复合催化剂的总重量为基准，所述载体的含量为80
‑
88重量％，所述硝酸银的含量为12
‑
20重量。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的复合催化剂，其中，所述催化剂的比表面积为150
‑
450m2/g，孔体积为0.8
‑
1.8ml/g，孔径呈双峰分布，所述双峰对应的第一最可几孔径为4
‑
8nm以及第二最可几孔径为30
‑
48nm。5.一种权利要求1
‑
4中任意一项所述的复合催化剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：(1)将水玻璃、正丁醇、丙三醇和无机酸进行混合接触，并将接触后得到的混合物使用陶瓷膜过滤器进行抽滤和/或洗涤处理，得到硅胶滤饼；(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：亢宇，刘红梅，刘东兵，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：